電子水墨屏 原理

2021-07-08 12:53:05 字數 2572 閱讀 8060

電子墨水是一種革新資訊顯示的新方法和技術。像多數傳統墨水一樣,電子墨水和改變它顏色的線路是可以列印到許多表面的,從彎曲塑料、聚脂膜、紙到布。和傳統紙差異是電子墨水在通電時改變顏色,並且可以顯示變化的圖象,象計算器或手機那樣的顯示。 在乙個充斥著由液晶、發光二極體和氣體等離子製造的監視器和電子顯示屏的世界中,您也許不認為紙是一項革命性的顯示技術,但中國人在公元105年發明的紙永久地改變了世界的溝通方式。如果沒有紙張,書籍可能仍在只有富人才買得起的絲綢卷軸上列印,使得讀寫成為一種稀有的技能。 看看您的周圍:一天中不與某種型別的紙接觸幾乎是不可能的。據英國國家造紙商會估計,全世界將消耗2.8億噸紙,這相當於56萬億張信紙大小的9公斤**紙。

電子墨水屏表面附著很多體積很小的「微膠囊」,封裝了帶有負電的黑色顆粒和帶有正電的白色顆粒,通過改變電荷使不同顏色的顆粒有序排列,從而呈現出黑白分明的視覺化效果。

省電是電子書的一大特性,文字重新整理以後,會長期停留在螢幕上,閱讀的時候電池可以取掉。換句話說,電子書在閱讀的時候不耗電,只有在翻頁重新整理的時候才耗電,所以電池壽命會很長。

近2023年來,墨水和紙是顯示文字和影象的唯一方式,並且在便攜性和**方面,它仍然優於計算機顯示器,紙張還不需要外部電源。但紙張的確有一些侷限性:在紙上列印完文字後,您無法在更改這些文字的同時不留下一些標記,並且攜帶大量書籍也很麻煩。科學家已經快要開發出一種稱為電子墨水的革命性技術,這項技術可能會取代紙。在本篇文章中,您將了解如何製作電子墨水、它如何讓您將整個圖書館放入一本書內,以及它如何用作比較廉價的計算機顯示器。

有兩家公司正在同時開發類似的電子墨水——麻薩諸塞州劍橋市(cambridge, ma)的e ink公司及加利福尼亞州帕洛阿爾托(palo alto, ca)的施樂公司。乍一看,一瓶電子墨水與普通墨水無異,但仔細觀察後發現某些地方其實顯著不同。這兩家公司的產品略有不同,下面三種成份則是這兩種電子墨水的都有的,它們讓電子墨水可以在收到命令後重新排列:

1.數以百萬計的微膠囊或微孔

2.填充微膠囊或微孔的墨水或油性物質

3.膠囊內漂浮著的帶負電荷的有色顆粒或有色球

在使用普通墨水可以列印的材料上都可以應用電子墨水。對於電子書,書頁將由某種超薄塑料製成。墨水可以覆蓋整個書頁,並由類似於方格紙上的方格的單元格分隔。可以將這些單元格看作計算機螢幕上的畫素,每個單元格與嵌入該塑料板內的微電子元件連線。然後,可以使用這些微電子元件向微膠囊施加正電荷或負電荷,從而形成所需的文字或影象。施樂與e ink使用不同的技術開發各自的電子墨水。為了幫助人們理解e ink技術的工作原理,e ink公司將墨水中數以百萬計的微膠囊比作透明的沙灘球。每個沙灘球中都填充有數百個微小的白色桌球。這種沙灘球內填充的是藍色染料而非空氣。如果看一下這種沙灘球的頂部,您將看到漂浮在液體中的桌球,沙灘球看上去為白色。但是如果看一下沙灘球的底部,您會發現它的底部看上去為藍色。

如果您帶著數千個這種沙灘球並將它們擺放在乙個場地上,通過讓桌球在沙灘球的頂部和底部之間移動,您可以使這個場地改變顏色。這就是e ink產品的原理。實際上,這些微膠囊只有100微公尺寬,並且大約10萬個微膠囊才能放滿6.45平方厘公尺的紙。這些微膠囊中的每乙個都包含數百個比較小的有色顆粒。e ink在原型產品中使用白色顆粒和藍色墨水,但該公司將繼續開發可能帶來多顏色顯示的其他彩色墨水。

向微膠囊施加乙個電荷時,顆粒將公升高至微膠囊頂部或吸至底部。顆粒被推至頂部時可使膠囊呈現白色;當它們被吸至底部時,**者只能看到黑色墨水。這樣就可以構成黑白圖案,從而形成字詞和句子。 施樂一直在開發自己的電子墨水,這種被稱為電子紙的技術在20世紀70年代首次開發出來。但該公司沒有採用漂浮在黑色液體中的有色顆粒,而是生產出一側為黑色、另一側為白色的微型球。與e ink的技術相似,這些微型球也對電荷做出響應,電荷轉動微型球使其從黑色變為白色,從而在頁面上產生圖案。為了生產電子書的書頁,施樂在開發一種橡膠板,在這些橡膠板中微型球懸浮在油性液體內。

用電子墨水開發電子書的障礙之一是為書頁接線建立電荷的同時仍要使它像紙一樣薄。在這一方面,e ink在開發電子書的過程中走在前列,它與朗訊科技簽署的協議使其有權使用朗訊開發的塑料電晶體。這些微型電晶體可以印刷在書頁上,提供使e ink的顆粒轉變顏色所需的足夠電荷。

2023年,e ink推出了其使用電子墨水的第一款產品——immedia大尺寸顯示裝置。這些大型裝置僅使用0.1瓦特功率,這意味著點亮乙個100瓦特的燈泡所需的功率可為1000個immedia裝置提供電源。e ink宣稱在電子器件中,電子墨水的耗電量將比液晶顯示屏低50到100倍,這是因為電子墨水僅在改變顯示內容時需要用電。因此,電子書可以在數週內一直顯示相同文字,而不需要施加任何額外的充電。

電子墨水可以列印在包括牆壁、廣告牌、產品標籤和t恤在內的任何表面上。房主將很快可以通過向噴塗在牆壁上的電子墨水傳送乙個訊號,立即改變其電子桌布。利用這種墨水的靈活性,還可為一些電子裝置開發出可捲起的顯示屏。

電子墨水較之於傳統計算機顯示屏的另乙個優勢是它容易閱讀。電子墨水看起來更像印刷文字,它使眼睛更加輕鬆。然而,施樂和e ink還必須提高其產品的解析度,使它們可用在書籍或其他小字型出版物中。施樂已經製造出具有200點/英吋(dpi)解析度的顯示屏,相當於普通lcd顯示屏解析度的兩倍以上。朗訊的適於印刷的電晶體應該可以讓e ink提高其產品的解析度,使之與印刷書籍的解析度近似。

電子墨水的開發人員不期望人們在電子墨水產品甫一上市時就扔掉所有紙張或者放棄計算機顯示器,電子墨水將在初始階段與傳統紙張以及其他顯示技術共存。從長遠看,電子墨水可能會對出版行業造成數十億美元的衝擊。

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